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簡介:鋼框架混凝土核心筒住宅已經(jīng)在發(fā)達(dá)國家發(fā)展多年,但是在我國還處在起步階段。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,我國逐漸重視鋼結(jié)構(gòu)住宅和新型體系的研究,隨著推動鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展相關(guān)政策的出臺,對各種鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的研究和應(yīng)用已經(jīng)逐步展開。本文針對鋼框架混凝土核心筒住宅體系的非線性結(jié)構(gòu)性能和影響動力性能的因素進行了研究,內(nèi)容主要作了以下幾個方面的工作1建立了高層鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)的三維空間有限元分析模型,并對其進行了模態(tài)分析。分析了結(jié)構(gòu)的動力特性,并根據(jù)質(zhì)量參系數(shù),平動、扭轉(zhuǎn)等特性分析模型在高階振型下的反應(yīng)。2對鋼框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的三維空間有限元分析模型進行PUSHOVER分析,確定加載方式,觀察塑性鉸在結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)部位、出現(xiàn)次序、和塑性鉸的發(fā)展,并分析了結(jié)構(gòu)的屈服特點。3混凝土核心筒建模時利用分層殼單元進行模擬,并分析了混凝土簡體在推覆過程中的應(yīng)力變化情況,最后將其結(jié)果與運用等代框架建模分析的結(jié)果進行比較,得出相關(guān)結(jié)論。4對高層鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)模型進行了地震作用下的彈塑性動力反應(yīng)分析,通過改變影響結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的因素結(jié)構(gòu)布置、樓板厚度、核心筒壁厚、軸向變形等,對高層鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)模型進行動力非線性分析,得到結(jié)構(gòu)在不同地震烈度;不同場地;不同地震波下的頂層位移時程、加速度時程、樓層位移及層間位移角反應(yīng),研究了地震作用下混合結(jié)構(gòu)的動力性能、屈服與破壞情況。通過對不同結(jié)構(gòu)因素;不同地震波作用的結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)對比分析得出相關(guān)結(jié)論。5將PUSHOVER分析方法和動力時程分析方法的結(jié)果形成結(jié)論,在結(jié)構(gòu)方案階段和計算過程中,發(fā)揮了良好的作用。最后,在總結(jié)論文全部工作的基礎(chǔ)形成一定的結(jié)論。
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簡介:分類號TU3107102011128070碩士學(xué)位論文鋼框架預(yù)制混凝土內(nèi)填墻結(jié)構(gòu)抗震性能試驗研究與理論分析王身偉導(dǎo)師姓名職稱周天華教授申請學(xué)位級別工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱結(jié)構(gòu)工程論文提交日期2014年5月31日論文答辯日期2014年6月5日學(xué)位授予單位長安大學(xué)EXPERIMENTALSTUDYTHEETICALANALYSISONSEISMICBEHAVIOFSTEELFRAMEPREFABRICATEDREINFCEDCONCRETEINFILLWALLADISSERTATIONSUBMITTEDFTHEDEGREEOFMASTERCIDATEWANGSHENWEISUPERVISPROFZHOUTIANHUACHANG’ANUNIVERSITYXI’ANCHINA
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簡介:偏心支撐框架是滿足抗震要求發(fā)展起來的一種新型抗側(cè)力體系,該體系較好地結(jié)合了抗彎框架和中心支撐框架的長處,能同時滿足結(jié)構(gòu)的強度、剛度和能量耗散的要求。結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)是目前結(jié)構(gòu)工程學(xué)科中一個十分活躍的研究領(lǐng)域,并且由于被動控制不需要外界能量的輸入,所以它成了現(xiàn)今結(jié)構(gòu)控制的主流。本文在偏心支撐斜桿上設(shè)置耗能裝置,在風(fēng)荷載或小地震作用時,這些耗能裝置具有足夠的初始剛度,處于彈性狀態(tài),結(jié)構(gòu)具有足夠的側(cè)向剛度以滿足使用要求。當(dāng)出現(xiàn)中、強地震時,耗能裝置率先進入非彈性狀態(tài),大量消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量,并且迅速衰減結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng),避免主結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的非彈性狀態(tài),從而保護主結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在強震中免遭破壞,確保主結(jié)構(gòu)在強震中的安全。本文首先結(jié)合算例對普通偏心支撐鋼框架和含耗能器偏心支撐鋼框架進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計,然后對這兩種結(jié)構(gòu)形式進行彈性反應(yīng)譜分析、彈塑性時程分析并進行了相應(yīng)的比較。得出加設(shè)耗能器后,雖然結(jié)構(gòu)的剛度減小,延性增大,但其層間側(cè)移和層間側(cè)移角仍能滿足規(guī)范限值要求,并且在加設(shè)耗能器后,結(jié)構(gòu)的消能能力和抗震性能都較偏心支撐結(jié)構(gòu)有所提高。最后利用PUSHOVER分析方法得出含耗能器偏心支撐結(jié)構(gòu)的基底剪力-位移曲線、塑性鉸出現(xiàn)的位置及先后順序。得出含耗能器偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)體系在地震荷載作用下耗能裝置可以在耗能梁段屈服進入塑性之前耗散一部分地震能量,從而推遲耗能梁段的屈服,并且減少耗能梁段吸收的地震能量,更有效地保證與耗能梁段相鄰的柱與支撐處于彈性狀態(tài),起到“雙保險”的作用。在偏心支撐斜桿上設(shè)置耗能裝置,在理論研究及實際工程中都還處于空白狀態(tài)。通過本文的研究結(jié)果初步證實了這種新型結(jié)構(gòu)體系的良好抗震性能,為進一步對其進行理論分析以及工程應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
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簡介:傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法是將構(gòu)件從整體結(jié)構(gòu)中提取出來進行抗火設(shè)計。然而,結(jié)構(gòu)的整體性會導(dǎo)致處于整體結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件與單個構(gòu)件的抗火性能差異較大,因此該設(shè)計方法不科學(xué)也不經(jīng)濟,會導(dǎo)致偏于保守或偏于危險的結(jié)果。為考慮結(jié)構(gòu)整體性,在一棟33跨每跨跨度45M、3層高(底層層高35M,二、三層層高30M)帶樓板、墻板的足尺的鋼框架整體結(jié)構(gòu)試驗樓上進行了單跨鋼梁和兩跨連續(xù)跨鋼梁的火災(zāi)試驗,同時進行了聲發(fā)射監(jiān)測。完成了恒載作用下的單跨梁和兩跨連續(xù)梁的火災(zāi)試驗。測量了試驗中梁和梁上部混凝土板的溫度、鋼梁豎向變形、鋼梁的上下翼緣變形以及與梁相連的鋼柱的側(cè)移變形,得到了梁在受火過程中,鋼梁和鋼梁上部混凝土板的溫度場分布以及內(nèi)部溫度傳遞與受火時間的關(guān)系;通過對鋼梁變形數(shù)據(jù)處理,得到并分析了鋼梁豎向變形、鋼柱的側(cè)移以及鋼梁上下翼緣變形的位移時間曲線和位移溫度曲線。試驗結(jié)果表明,鋼梁升降溫與爐溫保持一致,而鋼梁上部混凝土板的升降溫相對滯后,而且同一截面處混凝土板的溫度梯度大,而鋼梁的溫度梯度小。不同約束條件下梁的撓度變化規(guī)律不同,中跨梁先下降后上升,邊跨梁下降很大,上升很小。同時,對火災(zāi)試驗中聲發(fā)射信號進行了采集,得到了聲發(fā)射事件數(shù)、幅度和能量等參數(shù),處理并分析了各個測點的累計計數(shù)時間圖、能量率時間圖、幅度事件數(shù)圖和幅度能量圖。結(jié)果表明,事件數(shù)與裂縫發(fā)展密切相關(guān),裂縫大量出現(xiàn)時能量率會出現(xiàn)峰值,幅度小于80DB的信號占90%以上,鋼梁在上升和下沉過程中產(chǎn)生的信號幅度有所不同,75DB85DB幅度的信號主要在上升段產(chǎn)生。單跨梁和兩跨連續(xù)梁的火災(zāi)試驗得出的數(shù)據(jù)及結(jié)論,可驗證研究人員所進行的考慮結(jié)構(gòu)整體性影響的鋼梁構(gòu)件的理論分析及數(shù)值模擬的計算結(jié)果,也可為鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計和建筑結(jié)構(gòu)倒塌聲發(fā)射監(jiān)測軟件的開發(fā)提供依據(jù)。
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簡介:高層建筑結(jié)構(gòu)近年來在國內(nèi)得到快速發(fā)展。高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計至關(guān)重要。本文結(jié)合實際工程即采用型鋼混凝土框架鋼筋混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)的某工程辦公大樓對高層混合結(jié)構(gòu)的抗震性能進行分析研究。采用PKPMSATWE和ASBUILDING分別建立了結(jié)構(gòu)的三維空間計算模型并對計算結(jié)果進行了對比分析。選取兩條天然地震動加速度時程曲線和一條人工擬合加速度時程曲線對結(jié)構(gòu)進行了多遇地震情況時的彈性時程分析和罕遇地震情況時的彈塑性時程分析。將彈性階段計算出的結(jié)果和采用振型分解反應(yīng)譜法計算出的結(jié)果進行對比。彈塑性階段得到結(jié)構(gòu)的層剪力、層間位移角、構(gòu)件的承載力以及結(jié)構(gòu)合理的出鉸順序、出鉸類型充分驗證了結(jié)構(gòu)的抗震性能。探討了結(jié)構(gòu)二道設(shè)防問題對由型鋼混凝土框架鋼筋混凝土核心筒組成的混合結(jié)構(gòu)進行了研究對實際辦公樓工程在采取了相應(yīng)辦法后進行了框架柱剪力的放大調(diào)整實現(xiàn)并充分體現(xiàn)了外框架二道設(shè)防問題。
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簡介:重大工程結(jié)構(gòu)的可靠性對社會和經(jīng)濟有著重要的影響,正確評定結(jié)構(gòu)的實際性態(tài),是結(jié)構(gòu)可靠工作的基本前提。結(jié)構(gòu)物理參數(shù)是土木工程結(jié)構(gòu)的重要參數(shù),與工程結(jié)構(gòu)的性能有密切關(guān)系,在結(jié)構(gòu)安全性的檢測中占有重要的地位,識別這些參數(shù)有極其重要的意義,這就需要進一步發(fā)展識別結(jié)構(gòu)物理參數(shù)的方法。目前現(xiàn)階段結(jié)構(gòu)物理參數(shù)識別的研究主要是結(jié)合具體的實際工程領(lǐng)域的應(yīng)用,剪切型結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為普遍的一種結(jié)構(gòu)形式,地脈動環(huán)境激勵以其容易實現(xiàn)、費用低、對環(huán)境影響小等優(yōu)點已成為一種理想的激勵源。本文依照上述實際工程背景,主要針對地脈動激勵作用下,剪切結(jié)構(gòu)模型的物理參數(shù)識別進行了一些研究工作。本文內(nèi)容分六部分。第一部分(第一章)是緒論部分。闡述了本論文的研究背景和目前研究現(xiàn)狀,并對本文的主要工作做了介紹。第二部分(第二章)是基礎(chǔ)理論部分。主要介紹結(jié)構(gòu)物理參數(shù)反演識別盼基本原理、基本模型以及最小二乘識別算法的主要內(nèi)容。第三部分(第三章)主要研究噪聲對結(jié)構(gòu)物理參數(shù)反演識別結(jié)果的影響。應(yīng)用數(shù)值仿真,根據(jù)噪聲頻率的不同,研究隨機白噪聲和低頻噪聲對結(jié)構(gòu)物理參數(shù)反演識別結(jié)果的影響。同時充分考慮到線性動力系統(tǒng)的特性,提出一種結(jié)構(gòu)特征響應(yīng)信號提取的去噪新方法,該方法較好的解決了結(jié)構(gòu)隨機響應(yīng)信號去噪的問題。數(shù)值算例表明,通過結(jié)構(gòu)特征響應(yīng)信息提取技術(shù)獲取該頻段的響應(yīng)信號并進行識別,能顯著提高結(jié)構(gòu)剛度的識別精度。第四部分(第四章)主要以剪切結(jié)構(gòu)為研究對象,對完備信息結(jié)構(gòu)、子結(jié)構(gòu)物理參數(shù)反演識別方法進行了研究,并對速度、位移的數(shù)值計算方法以及速度、位移計算中的積分初值、積分誤差等問題進行了討論。最后對一個六層剪切結(jié)構(gòu)算例進行識別分析第五部分(第五章)是鋼混凝土框架模型物理參數(shù)識別試驗研究,首先對模型進行了靜力試驗,獲得較準(zhǔn)確的靜力參數(shù)值,通過D值法和試驗修正,獲得各層的剛度值。根據(jù)實測地脈動加速度響應(yīng)信號,采用信息完備和子結(jié)構(gòu)參數(shù)反演識別方法進行框架結(jié)構(gòu)模型的層剛度識別,對參數(shù)反演識別方法進行試驗驗證,以考察物理參數(shù)反演識別理論和方法在工程結(jié)構(gòu)損傷檢測中的應(yīng)用效果。第六部分(結(jié)論)總結(jié)了本文的主要研究內(nèi)容,并對仍存在的問題做了展望。
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簡介:半剛性鋼框架內(nèi)填鋼板深梁SEMIRIGIDCONNECTIONSTEELFRAMEWITHSTEELDEEPBEAM結(jié)構(gòu)作為一種新型結(jié)構(gòu)體系集成了半剛性框架與鋼板深梁各自的優(yōu)點一方面通過設(shè)置鋼板深梁增加了半剛性框架的抗側(cè)剛度另一方面節(jié)點采用半剛性連接提高了結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟效益。目前國內(nèi)外對這種結(jié)構(gòu)體系的研究還比較少見本文基于半剛性節(jié)點、鋼板深梁理論推導(dǎo)與仿真數(shù)值模擬相結(jié)合的思路研究了這種結(jié)構(gòu)的抗震性能。本文對一榀單跨半剛性鋼框架鋼板深梁結(jié)構(gòu)進行了低周反復(fù)荷載作用下的有限元模擬研究。通過有限元模擬加載過程并取得加載數(shù)據(jù)研究了結(jié)構(gòu)的破壞模式以及強度、剛度退化、耗能和延性等抗震性能。研究結(jié)果表明結(jié)構(gòu)在循環(huán)荷載作用下具有良好的耗能能力、延性和穩(wěn)定的滯回性能整個加載過程半剛性節(jié)點變形不明顯鋼板深梁的設(shè)置有效控制了結(jié)構(gòu)的側(cè)移降低了結(jié)構(gòu)對節(jié)點的延性要求。論文系統(tǒng)地分析了鋼板深梁高寬比、節(jié)點剛度對結(jié)構(gòu)承載力、剛度退化及耗能能力的影響提出了半剛性鋼框架內(nèi)填鋼板深梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計建議。
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簡介:鋼結(jié)構(gòu)的高溫分析在國外起步相對較早,進行的試驗與分析研究成果比較全面,而我國在這方面的研究則稍有落后。不論是高溫下結(jié)構(gòu)鋼的材料屬性、力學(xué)性能還是結(jié)構(gòu)在高溫下的反應(yīng),進行的試驗和研究都較少。目前國內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)抗火依然主要是采用基于構(gòu)件的設(shè)計方法,該法的缺陷已經(jīng)在很多試驗中表明,那就是它很難真實的模擬構(gòu)件在整體結(jié)構(gòu)中的荷載分布及構(gòu)件之間的相互約束作用,基于整體結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計必然是今后的發(fā)展方向。另外,在近幾年,性能化設(shè)計的方法得到了很大的發(fā)展,該法在研究火災(zāi)過程中空間的溫度場分布及其它參數(shù)煙氣高度、有害氣體濃度等的計算根有實用價值。本文討論了一種新的高溫分析方法,即將性能化設(shè)計與結(jié)構(gòu)有限元分析相結(jié)合,這樣既可以得出較為直觀的火災(zāi)后分析參數(shù),又可以得到結(jié)構(gòu)在火災(zāi)發(fā)生全過程的反應(yīng)。本文以鋼框架結(jié)構(gòu)為分析模型,進行了如下的一下研究與分析根據(jù)某地的實際工程建立幾何模型,利用基于計算流體動力學(xué)的性能化設(shè)計軟件FDS模擬火災(zāi)發(fā)生全過程,將火源設(shè)定為穩(wěn)定火源,得到火災(zāi)空間不同點位的溫度變化,并通過布設(shè)在構(gòu)件邊緣的溫度計算點得到其變化規(guī)律;考慮結(jié)構(gòu)鋼在高溫下的非線性性能,其熱傳導(dǎo)系數(shù)、比熱、膨脹系數(shù)等參數(shù)的取值參照國外相關(guān)規(guī)范,并結(jié)合本文分析實際情況取值,采用通用有限元分析程序?qū)︿摌?gòu)件內(nèi)部溫度場進行計算分析;將本文分析得到的溫度場與目前多數(shù)高溫分析所采用的標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下的溫度場進行對比,得出并分析二者差異;最后按照整體結(jié)構(gòu)法分析構(gòu)件在局部高溫下的溫度應(yīng)力與變形,并與標(biāo)準(zhǔn)升溫下的結(jié)果進行對比。通過本文的分析,筆者建議將性能化設(shè)計與有限元分析相結(jié)合,利用性能化分析溫度場,再用有限元程序計算構(gòu)件溫度場及溫度應(yīng)力與變形,這樣可以得到更加符合實際的結(jié)論。
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簡介:當(dāng)前,在建筑頂部建造塔樓的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用日益增多,如樓電梯間、水箱間、小閣樓等。但歷次震害表明,地震作用下屋頂塔樓地震響應(yīng)強烈,即使在主體結(jié)構(gòu)無震害或震害很輕的情況下,屋頂塔樓也會發(fā)生嚴(yán)重震害。因此,研究結(jié)構(gòu)頂部塔樓在地震作用下的鞭梢效應(yīng),對避免或減輕地震時因鞭梢效應(yīng)所帶來的損失,具有重要的現(xiàn)實意義。本文以某帶屋頂塔樓的六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為算例,首先對結(jié)構(gòu)的規(guī)則性進行判定,得出該框架結(jié)構(gòu)的平面布置不規(guī)則;然后,對該框架結(jié)構(gòu)假定出四種結(jié)構(gòu)方案方案一無塔樓,方案二一層塔樓,方案三二層塔樓,方案四三層塔樓,依據(jù)現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB500102002、建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB500112001,探討當(dāng)屋頂塔樓的高度發(fā)生改變時在地震作用下產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)的嚴(yán)重程度以及對主體結(jié)構(gòu)的影響,得出以下結(jié)論1在主體結(jié)構(gòu)不變的情況下,增加屋頂塔樓的層數(shù),將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各階模態(tài)的周期增大;2由模態(tài)分析得出,隨著屋頂塔樓層數(shù)的增加,將使結(jié)構(gòu)沿水平向的主振型由低階轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠A,故需適當(dāng)?shù)刂匾暯Y(jié)構(gòu)高階振型的影響;3結(jié)構(gòu)最大側(cè)向變形產(chǎn)生于結(jié)構(gòu)的頂層,在頂層的邊角部、結(jié)構(gòu)的凹凸部位比其他部位產(chǎn)生更大的變形,隨著塔樓層數(shù)增加,結(jié)構(gòu)的最大變形逐漸由主體結(jié)構(gòu)的頂層轉(zhuǎn)移至塔樓的頂部,最大變形的影響范圍在逐漸減小,說明屋頂塔樓高度的變化影響結(jié)構(gòu)整體變形的分布;4沿Y向輸入地震反應(yīng)譜,方案一~三表現(xiàn)出左側(cè)的變形總體上大于右側(cè),方案四則表現(xiàn)出右側(cè)的變形大于左側(cè),說明當(dāng)結(jié)構(gòu)的長寬比較大時,將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)兩端的變形不一致,容易引起結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng);5增加屋頂塔樓的層數(shù),主要引起主體結(jié)構(gòu)頂層的樓層位移增大,同時亦引起其下部樓層的位移增大,塔樓的存在使得結(jié)構(gòu)層間位移角的變化曲線多次產(chǎn)生突變,而且塔樓層數(shù)越多,產(chǎn)生的影響就越大;6與不考慮屋頂塔樓時相比,帶塔樓時主體結(jié)構(gòu)頂層的水平地震力均得到了不同程度的放大,與方案二相比,方案三、四第一層塔樓頂?shù)乃降卣鹆σ嗟玫搅朔糯?,由屋頂塔樓產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)引起,塔樓層數(shù)越多,產(chǎn)生的鞭梢效應(yīng)就越明顯;7不同的地震波作用下,結(jié)構(gòu)的整體變形表現(xiàn)不盡相同,說明選取多條地震波進行結(jié)構(gòu)分析,可以較全面地掌握結(jié)構(gòu)整體變形的分布情況。本文為水平地震作用下帶塔樓鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)的研究提供了一種方法,對工程技術(shù)人員亦有一定的參考價值。
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簡介:異型柱框架結(jié)構(gòu)是一種新型節(jié)能住宅結(jié)構(gòu)。對這種結(jié)構(gòu)進行研究僅二十年時間,它以輕質(zhì)填充墻做外墻和內(nèi)墻,質(zhì)輕、保溫,有利于抗震設(shè)計。在實際工程中,采用有異型截面柱的框架結(jié)構(gòu),已獲得了很好的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。這種結(jié)構(gòu)在廣州、天津、上海、深圳等大中型城市中已經(jīng)被廣泛建造。各地的實踐證明,異型柱框架結(jié)構(gòu)具有可改造性好,用料省、造價低,居住環(huán)境比一般混凝土結(jié)構(gòu)體系好,空間可得到充分利用,使靈活方便的優(yōu)點。本文,結(jié)合某住宅樓的具體工程,就抗震設(shè)防烈度為8度和2類建筑場地,通過與矩形柱分析比較的方式,研究了異型柱框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。在水平地震作用下,并考慮風(fēng)荷載組合,分別對矩形柱框架結(jié)構(gòu)和異型柱框架結(jié)構(gòu)體系,運用空間有限元方法,進行地震作用計算。系統(tǒng)地分析研究“結(jié)構(gòu)振型”、“振動周期”、“結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度”、“結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)力”、“樓層地震剪力”、“結(jié)構(gòu)側(cè)向位移”、“層間位移角”,以及“構(gòu)件內(nèi)力”。結(jié)果表明○1在等條件下,異型柱代換矩形柱后,結(jié)構(gòu)剛度增大,側(cè)向位移明顯減小,地震反應(yīng)力也有減小,框架柱軸壓比最大增幅小于8﹪,結(jié)構(gòu)整體抗震性能有所提高○2在抗震設(shè)防烈度為8度和建筑場地為2類,采用異型柱結(jié)構(gòu)體系時,應(yīng)盡可能減輕結(jié)構(gòu)自重,降低地震作用力○3分別采用“振型分解反應(yīng)譜”法和“時程分析”法進行地震作用計算,兩種方法所得結(jié)果基本一致。本文所得結(jié)果和結(jié)論,可供工程設(shè)計參考、應(yīng)用。
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上傳時間:2024-03-11
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簡介:科學(xué)技術(shù)的進步和經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,推動了鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的廣泛應(yīng)用。同時,近年來建筑火災(zāi)事故頻發(fā),造成的傷亡損失愈發(fā)慘重。因此在大力推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的過程中,研究鋼結(jié)構(gòu)在室內(nèi)火災(zāi)環(huán)境下的熱結(jié)構(gòu)響應(yīng)情況顯得越來越重要并且十分必要。本文采用一種將結(jié)構(gòu)性能化抗火設(shè)計與有限元分析相結(jié)合的方法,來探討鋼框架在室內(nèi)火災(zāi)作用下的熱結(jié)構(gòu)響應(yīng)狀態(tài),這樣既可以得出較為直觀準(zhǔn)確的火災(zāi)分析參數(shù),又可以得到鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)全過程中的響應(yīng)狀態(tài)。本文中以鋼框架結(jié)構(gòu)為研究對象,通過使用火災(zāi)場模擬軟件FDS模擬不同火災(zāi)場景下室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展的過程,得到室內(nèi)空間不同區(qū)域的溫度隨時間的變化情況,并通過布設(shè)在室內(nèi)空間不同位置的溫度測點擬合得到最不利火災(zāi)場景下的室內(nèi)火災(zāi)升溫曲線;通過歸納總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范對高溫下鋼材的熱工性能及力學(xué)性能參數(shù)的取值并結(jié)合本文分析實際選取,采用通用有限元分析程序ANSYS對受火框架內(nèi)的溫度場進行模擬計算,得到了構(gòu)件截面的溫度分布,并與標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下的同一位置的溫度值進行對比,討論了二者差異;然后對鋼框架整體在不同跨度受火時的結(jié)構(gòu)響應(yīng)情況進行模擬分析,得到結(jié)構(gòu)整體的應(yīng)力、變形與位移等變化情況,并與標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下的模擬結(jié)果進行比較;最后對厚涂型防火涂料的組合梁進行了傳熱分析,討論防火涂層對鋼構(gòu)件截面溫度分布的影響,并分析了防火涂料厚度對組合梁截面溫度分布的影響,得到了組合梁截面的最大溫度數(shù)值,進而判斷涂層厚度對構(gòu)件升溫效應(yīng)的影響程度。通過上述分析,得到以下結(jié)論(1)室內(nèi)火災(zāi)時的溫度場分布受多種因素影響,火源位置對室內(nèi)溫度場的分布影響很大,并且室內(nèi)空間的溫度分布很不均勻;(2)采用FDS模擬室內(nèi)火災(zāi)的全過程,能得到更接近于實際火災(zāi)的室內(nèi)溫度場分布狀況,而標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線則與實際火災(zāi)升溫過程差別較大;(3)受火鋼框架的梁柱節(jié)點處應(yīng)力最大,容易發(fā)生破壞,是結(jié)構(gòu)抗火的薄弱部位,需予以加強保護措施;(4)不同跨度受火對鋼框架整體的結(jié)構(gòu)響應(yīng)有一定影響,邊跨受火時,底層柱頂端的水平側(cè)移值較中跨受火時要大,而梁的跨中撓度值較中跨受火時相對小一些;(5)升溫條件對鋼框架內(nèi)的溫度場分布和結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)影響顯著,與標(biāo)準(zhǔn)升溫條件相比,室內(nèi)火災(zāi)升溫條件下鋼框架在各時刻的溫度值都要低一些,并且受火構(gòu)件的變形位移值也相對較小,結(jié)構(gòu)整體的耐火時間更長;(6)防火涂層對組合梁構(gòu)件受火時的保護作用十分顯著。與無防火涂層的組合梁相比,有防火涂層時其截面溫度值大幅下降,并且溫升速率也明顯減緩;(7)防火涂層越厚,組合梁截面的最高溫度值越低,但隨著防火涂層厚度的不斷增加,溫度降低的幅度逐漸減小。因此,持續(xù)增加防火涂層的厚度并不能大幅度降低組合梁截面的溫度,而且涂層越厚反而會加大鋼構(gòu)件的自重荷載,并增加工程成本和施工難度。希望本文的研究工作能為今后鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)響應(yīng)特性研究提供一些有益的探索和參考。
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上傳時間:2024-03-09
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簡介:傳統(tǒng)抗震加固方法不僅不經(jīng)濟,還會對建筑造成一定的損傷,消能減震加固可以有效減小結(jié)構(gòu)的震后損傷程度,同時還提高了結(jié)構(gòu)的舒適性。阻尼索系統(tǒng)由高強預(yù)應(yīng)力鋼索、粘滯阻尼器和索形調(diào)節(jié)器構(gòu)成,是一種新型的消能減震裝置,其傳力路徑清晰、耗能機理明確。本文結(jié)合某實際工程,研究了這種消能減震系統(tǒng)用于結(jié)構(gòu)抗震加固的設(shè)計方法和減震效果。本文完成的主要研究工作及結(jié)論歸納如下1、介紹了阻尼索系統(tǒng)的組成和工作原理,詳細(xì)說明了阻尼索在軟件中的建模方法。2、為反映填充墻對結(jié)構(gòu)剛度的貢獻(xiàn),計算模型中采用等效斜撐來模擬填充墻,多遇地震下斜撐的剛度不予折減,但在罕遇地震下一定考慮折減的辦法來近似模擬填充墻的作用,有限元分析表明均勻?qū)ΨQ布置的填充墻有利于提高框架結(jié)構(gòu)的抗震性能,增大結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,減小結(jié)構(gòu)的層間位移。3、提出了阻尼索的索形布置方法,即采用“恒定水平力”法確定索形,以確保拉索在各樓層提供相同的水平抗力。4、多遇地震下時程分析結(jié)果表明,阻尼索對結(jié)構(gòu)層間位移角、樓層絕對加速度及基底剪力的減震效果不明顯,這是因為小震下結(jié)構(gòu)的位移較小,阻尼索在小位移下效果不明顯5、罕遇地震下非線性時程分析結(jié)果表明,阻尼索可有效地降低結(jié)構(gòu)彈塑性層間位移角塑性鉸分布范圍及發(fā)展程度明顯減小,從而有效降低結(jié)構(gòu)的破壞程度。
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簡介:在動力優(yōu)化過程中采用常規(guī)的振型疊加法作一次動力響應(yīng)及其敏度分析會耗費大量計算時間這樣大大降低了動力優(yōu)化設(shè)計的求解效率該文即是基于此目的而提出了基于上次信息量的近似動力響應(yīng)及其靈敏度的近似重分析方法該文簡稱近似重分析法文中推導(dǎo)了具有索氏阻尼的框架結(jié)構(gòu)近似響應(yīng)及其敏度的表達(dá)式針對響應(yīng)及其敏度的復(fù)數(shù)形式作者對近似基底也取了相應(yīng)的復(fù)數(shù)形式作者結(jié)合汽輪機框架式基礎(chǔ)實例把該近似方法應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的動力優(yōu)化過程取得了滿意結(jié)果文中還討論了近似響應(yīng)重分析效果受結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計變量變化的影響及近似響應(yīng)敏度重分析受載荷工況的影響基于工程實際問題作者對汽輪機基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)動力優(yōu)化程序QJDUCC語言程序進行相應(yīng)的完善和維護改進了前、后處理模塊增加圖形化輸出功能
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簡介:該文以鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件的一般理論為基礎(chǔ)通過對國內(nèi)外已有異形截面柱試驗資料和相關(guān)文獻(xiàn)的認(rèn)真分析、研究提出了全過程非線性分析方法來研究異形截面雙向偏心受壓柱并編制了計算機分析程序程序計算結(jié)果和試驗結(jié)果吻合較好為了研究異形截面柱的在雙向偏心受壓下的受力及變形規(guī)律該文利用程序?qū)θN不同配筋率下的L形柱進行了分析、比較總結(jié)了異形截面柱的受力及變形規(guī)律同時該文還對鋼筋混凝土異形柱設(shè)計規(guī)程DBJT151595中的有關(guān)問題進行了討論為了研究異形截面柱的受剪性能該文在總結(jié)已有試驗資料的基礎(chǔ)上分別討論和分析了考慮受拉縱筋配筋率、彎矩比和剪跨比對異形截面柱受剪承載力的影響結(jié)構(gòu)整體分析中的梁單元和柱單元采用了空間三維桿單元可更為真實地反映出結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)
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